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ATM的局域网仿真(简称LANE)是LAN设计的重要环节,也是网络性能分析的关键。LANE功能是仿真通过ATM交换机中的MAC层实现的,ATM功能主要在MAC层以下进行,对LLC(逻辑链路控制)层及其高层是透明的,所以传统网络中的所有业务及其软硬件均可不加修改地运行在ATM网络上。
1.无连接服务。传统局域网站点不需事先建立连接就可以传送数据,LANE要为参与仿真的站点提供类似的无连接服务。
2.组播服务。LANE服务要支持组播MAC地址的使用。
3.ATM站点中的MAC驱动器接口。LANE的主要目的是使已有的LAN上的应用能够通过传统协议栈,如IP、IPX、Netbios、APPN、AppleTalk等访问ATM网络。由于传统局域网上的这些协议栈都是运行在标准的MAC驱动器接口(如NDIS、ODI等)上的,LANE服务就提供相同的MAC驱动器服务原语,以保证网络层协议不需经过修改就能运行。
4.仿真局域网(EmulahedLANS:ELAN)。在有些环境中,可能需要在一个网络中配置多个分开的域。ELAN由一组ATM附属设备组成,这组设备的逻辑上与以太网IEEE802.3和令牌环网IEEE802.5的局域网网段类似。在一个ATM网络中可以有多个ELAN。终端设备属于哪个ELAN与它的物理位置无关。一个终端设备可以同时属于多个ELAN。同一个ATM网络中的多个ELAN在逻辑上是相互独立的。
5.与传统局域网的互联。LANE不仅提供与ATM站点的连接,而且提供与传统局域网站点的连接。因此不仅包括有ATM站点与LAN站点,同时还包括LAN站点通过ATM站点与LAN站点的连接。在这种MAC层的LANE中仍然可以采用传统的桥接(Bridging)方法。
ATM局域网仿真位于AAL上面。用于LANE的AAL协议是AAL5。在网络边缘设备ATM至LAN交换器中,LANE为所有协议解决数据连网问题,其办法是把MAC层的LAN地址和ATM地址桥接起来。LANE完全独立于其上层的协议、服务和应用软件。
由于LAN仿真过程发生在边缘设备和终端系统上,所以对于ATM网以及以太网和令牌环网的主机来说,它是完全透明的。LAN仿真把基于MAC地址的数据连网协议变成ATM虚连接,这样,ATM网络的作用和表现就像无连接的LAN一样。LANE协议的最基本的功能就是将MAC地址解析为ATM地址。通过这种地址映射,完成ATM上的MAC桥接协议,从而使ATM交换机更好地完成LAN交换器的功能。LANE的目的就是完成地址映射以确保LANE站点之间建立连接并传送数据。
1.初始化和配置(Initialization and Configuration)
在初始化时,LEC必须首先获得自己的ATM地址,是通过地址注册过程得到的。然后,LEC应建立一条到LECS的配置直接虚通道(ConfigureDi.rectVCC)。为建立这条虚通道,LEC必须首先知道LECS的地址。可通过三种方式实现:
(1)向ATM交换机发出ILMI(临时本地管理接口)请求以获取连接在ATM交换机上的LECS的地.址。当LEC启动时,它将通过UNI(用户网络接口)发送ILMI请求,相连的ATM交换机应予以应答。
(2)使用“众所周知的ATM地址”(wel1.knownATMaddress)来获取LECS的ATM地址。
(3)使用一个预先定义好的到LECS的永久虚连接(VPI=0,VCI=17)来获取LECS的ATM地址。找到ATM地址后,LEC将建立一条到LECS的配置直接虚通道,并将向LECS发送配置请求(包括它的ATM地址、MAC地址、所支持的LAN类型和它的最大帧长度等信息)。随后,LECS将把有关仿真LAN的类型、最大帧长度、名称和LES的ATM地址等信息发送给LEC。通过将LES的地址提供给LEC,LECS便将该LEC分配到特定的仿真LAN中。此时,LEC就可以有选择地终止与LECS的连接(即配置直接虚通道)。
2.加入和登记(Joining and Registration)
当LEC得到LECS的地址后,它就会建立一条到LES的控制直接虚通道(Control Direct VCC)。连接建立起来后,LEC会将包含从LECS处获得的特定仿真LAN信息的加入请求帧传送给LES。LES检查该LEC的加入请求,并赋给LEC一个惟一的LEC标识符(LECID)。LEC会将它的MAC地址和ATM地址登记到LES上。LEC是一个代理(网桥或路由器),它能将它所代理的其他MAC地址也登记到LES上。LES将建立返回LEC的控制分布虚通道(C0ntrol Distributed VCC)。控制直接虚通道和控制分布虚通道都是LEC用来进行地址解析的。当对目的地址进行解析时,LEC产生一个LE—APR请求,并将其发送给LES。若LES知道这个地址映射,它可通过控制直接虚通道进行应答;否则,它将通过控制分布虚通道将请求发送给知道这个地址映射的LEC代理。在应用中,是通过将请求发送给所有LEC来发送给这个LEC代理的。
3.数据传送
在仿真LAN中,使用两种路径进行数据传送,建立在两个LEC之间的数据直接虚通道和连接LEC与BUS的组播发送和转发虚通道。
(1)点对点数据传送
LEC接到要发送或转发的数据后,首先要查找本地表,以确定它是否已经知道目的LEC的ATM地址。目的LEC是指通过该LEC可以访问到目的MAC地址。
(2)广播或组播数据传送
LEC可以向组播MAC地址发送或从组播MAC地址接收数据。发送或接收广播或组播数据时,同样要用到BUS。需广播的数据包要先转发给BUS,再由BUS将它们转发给所有的LEC。这就是说,源LEC也能够接收到自己的广播或组播数据包。但有些LAN协议不允许这种情况,所以在广播的数据包前要加上LAN仿真头,其中要包含源LEC的标识符(LECID),使该LEC根据这个信息过滤从BUS处收到的所有数据包,从而保证源LEC不会接收到自己发送出的数据包。
当LEC加入ELAN时,通过初始化建立与LECS的ATM连接。LEC可通过ILMI查找LECS的地址,或使用默认的LECS地址,或利用默认的VPI/VCI(VPI=0,VCI=17),或利用事先约定好的LEC与LECS的PVC完成初始化。LESC向LEC返回操作参数,如LES地址、局域网类型、最大帧长(MTU)等,LEC依此建立与LES的双向连接。在LEC的加入请求被接受后,LEC向LES提交自身的ATM地址与MAC地址对的信息。LES同时向LEC提供BUS的ATM地址,LEC建立与BUS的双向连接。LEC发送MAC帧时,会先查看自己保存的ATMMAC地址对信息。如有该信息,则直接建立与目的端的ATM虚连接,否则向LES发送LE—ARP申请,同时通过BUS发送广播的方式来传送数据帧。当LES返回目的端的ATM地址后,源端建立与目的端的ATM连接并发送数据;如LES没有该地址信息,LEC将继续使用BUS来广播数据。